| 초록 |
상온, 상압하 삼상유동층 dispersed bubble flow regime에서 bubble drift velocity를 이론적으로 정의하기 위한 수학적 모델식을 제시하였으며, 제시된 모델식을 검증하기 위하여 bed collapse technique을 사용하였다. 본 연구에서의 bed collapse technique은 액체유속을 최소유동화 속도 이상으로 유지된 상태에서 기상 유속만을 차단시켰다. 실험에 사용된 장치는 직경 0.21m이고, 높이가 2.5m인 반원 모양의 아크릴 관으로 제작되었다. 삼상유동층에 사용된 고체입자는 직경 3.1mm, 밀도 2,475kg/m3와 직경 6.0mm, 밀도 2,442kg/m3인 입자의 크기가 서로 다른 glass beads를 사용하였다. 액체상은 deionized water, 기체상은 air를 사용하였다. 액-고 유동층 및 기-액-고 유동층에서 축방향 압력강하를 측정하여 각각의 상체류량을 계산하였으며, 얻어진 상체류량으로 삼상유동층에서의 bubble drift velocity를 이론적으로 계산하였다. 또한 층붕괴 변화 현상을 초당 30 frames로 동영상을 촬영, 분석함으로써 이론적으로 제시한 모델식을 검증하였다. 사용된 직경 3.1mm glass beads의 최소 유동화 속도는 0.031m/s이므로 액체 유속의 범위는 0.073 m/s에서 0.103 m/s로 정하였으며 dispersed bubble flow regime에서 실험을 실시하기 위하여 기체유속의 범위를 0.013 m/s에서 0.042 m/s로 정하였다. 액체유속이 0.103 m/s에서 기체유속에 따른 bubble drift velocity는 이론적으로 계산하면 0.18 에서 0.38 m/s 까지 변화하였다. |
